Regel- und Absperrvorrichtung

Abstract

 Regel- und Absperrvorrichtung für strömende Medien in Rohrleitungen, bestehend aus einer in einem Schiebergehäuse (10) drehbar gelagerten Schwenkscheibe mit wenigstens einer Durchtrittsöffnung, wobei die Schwenkscheibe einen kreisförmigen Umfang aufweist und in dem radial geteilten Gehäuse kreisbogenförmig zwischen Gleitschichten (22) abgedichtet geführt ist. Die Schwenkscheibe trägt einen Antriebszapfen (28), der in einem Bogenschlitz (26) geführt und von einer am Schiebergehäuse (10) abgestützten Antriebsein­richtung angetrieben wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Regel- und Absperr­vorrichtung für flüssige oder gasförmige Medien in Rohr­leitungen, bestehend aus einer in einer zur Rohrachse im allgemeinen senkrechten Ebene beweglichen und wenigstens eine Durchtrittsöffnung aufweisenden Schwenkscheibe, die in einem an die Rohrleitung anschließbaren und eine deren Nennweite entsprechende Durchgangsöffnung enthaltenden Gehäuse untergebracht ist.

[0002] Zur Regelung von zu verändernden Durchflußmengen sind Flach- oder Plattenschieber bekannt, deren Gehäuse aus zwei übereinstimmenden, längs einer Ebene zusammenge­fügten Gehäuseplatten gebildet wird, und die eine Durch­flußöffnung für die Stoffströmung und eine der Durch­flußöffnung zugeordnete verschiebbare Absperrplatte auf­weisen. Die Gehäuseplatten dieser Flachschieber enthalten in ihrer der Absperrplatte zugewandten Seite Mulden oder Vertiefungen zur Aufnahme von Dichtungen. Die Schieber­ platte wird innerhalb des Gehäuses geradlinig mittels ei­ner Spindel und geeigneten Antriebselementen bewegt. An der Austrittsöffnung der Schieberplatte aus dem Gehäuse bzw. Gehäuseschlitz sind verhältnismäßig große und bei längerem Betrieb verschleißanfällige Stopfbuchspackungen zur Abdichtung notwendig, die zu Leckverlusten neigen, insbesondere wenn die Stoffströmung aus aggressiven oder mit Feststoffen beladenen Flüssigkeiten besteht.

[0003] Schwierigkeiten treten im Zusammenhang mit Flachschiebern beispielsweise bei der industriellen Papierherstellung auf, wo Zellstoff oder der mit Beimengungen versehene Papierstoff zusammen mit großen Flüssigkeitsmengen durch Rohrleitungen in Mischbehälter oder zum Einlauf der Pa­piermaschine befördert wird. Bei Anwendung von Absperr­organen für diese Technologie oder auf vergleichbaren an­deren chemischen Gebieten, z. B. in der Nuklearindustrie, ist wünschenswert, daß im Absperr- und Regelorgan ein totraumfreier Durchgang vorhanden ist, damit nach Still­sitzen der Flüssigkeitsströmung nicht deren Feststoffan­teile innerhalb von Toträumen eintrocknen, und/oder Kor­rosion und Verstopfungen oder Verklemmungen verursachen. Ferner sind bisher bekannte Flachschieber nicht in der Lage, in Rohrleitungsströmungen auftretende Pulsationen zu beseitigen, die sich auf die zu fertigenden Papierbah­nen negativ als Ausschußquote niederschlagen. Außerdem konnten die Regelkennlinien und Druckverluste nicht be­einflußt werden, die sich ebenfalls negativ auf die je­weiligen Produktionen niederschlagen.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein stopfbuchs­loses Regel- und Absperrorgan mit wahlweise einsetzbaren Regelblenden und mit geringem Druckverlust im Blendenraum sowie einer möglichst linearen Regelkennlinie zu schaf­fen, das platzsparend in ein Rohrleitungssystem eingebaut werden kann.

[0005] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe unter anderem dadurch gelöst, daß in einem zweigeteilten Gehäuse die Schwenk­scheibe einen kreisförmigen Umfang aufweist, die in dem etwa radial geteilten Gehäuse kreisbogenförmig zwischen Gleitschichten geführt und abgedichtet ist, und daß sie von einer mittelbar oder unmittelbar am Schiebergehäuse befestigten Antriebseinrichtung zur Durchführung von Kreisbogenbewegungen angetrieben ist.

[0006] Die im Gehäuse zentrisch auf einer Mittelachse gelagerte Schwenkscheibe und das kreisförmige Gehäuse können so un­terteilt sein, daß in einer Hälfte eine Durchgangsöffnung und im Bereich der anderen Hälfte ein Antriebszapfen für die Bogenbewegung und ein dafür vorgesehener Bogenschlitz im Gehäuse vorgesehen sind. Durch diese Trennung von An­trieb, Lagerung und Durchlaßöffnung werden die bisher auftretenden Korrosions- und Blockierungsprobleme ausge­schlossen.

[0007] Aufgrund der zentrischen Lagerung der Schwenkscheibe mit Hilfe des zentrisch angeordneten und in den Gehäusehälf­ten gelagerten Achszapfens und/oder aufgrund der Führung des Schwenkscheibenumfanges ist von vorneherein eine tot­raumfreie Unterbringung der Schwenkscheibe gewährleistet.

[0008] Am Antriebszapfen der Schwenkscheibe, die sich durch ei­nen Bogenschlitz einer Gehäuseplatte nach außen er­streckt, greift ein Spindeltrieb oder ein Druckmittelzy­linder an, so daß die lineare Antriebsbewegung in die Drehbewegung der Schwenkscheibe umgewandelt wird. Vor­zugsweise füllt die Schwenkscheibe eine kreisförmige Aus­nehmung in einer Gehäusehälfte vollständig aus, so daß auch bei nur teilweise geöffneter Schieberscheibe ein totraumfreier Durchtritt für das fließende Medium gewähr­leistet bleibt. Das Zurückdrehen der Öffnung der Schwenk­scheibe bis zur Ausfluchtung mit der Durchgangsöffnung des Gehäuses bewirkt ein zwangsläufiges Entleeren etwai­ger Rückstände der Stoffströmung in die Rohrleitung.

[0009] Gemäß einem weiteren Merkmal kann die Durchtrittsöffnung im Schwenkgehäuse durch das lichte Innenmaß von beiden Seiten verschraubten Hülsen definiert sein, die mit Flan­schen an der Außenseite der Gehäuseplatten anliegen oder befestigt sind. Gemäß einer besonderen Ausführungsform sind diese Hülsen mittelbar oder unmittelbar durch die Flanschverschraubung zwischen den Rohren und den Ge­häuseplatten am Gehäuse befestigt. Weiterhin ist vorge­sehen, daß die die Durchtrittsöffnung der Gehäuseplatten bildenden und an diesen befestigten Hülsen zur auswech­selbaren Halterung von Meß- und Regelblenden dienen, so daß für das jeweilige fließende Strömungsmedium und unter Berücksichtigung der jeweiligen Strömungsgeschwindigkeit weitgehend konstante Kennlinien erzeugt werden können.

[0010] Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den An­ sprüchen, Zeichnungen und der Beschreibung. Diese Merk­male können einzeln oder in beliebig anderer Kombination weitere zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung blei­ben.

[0011] Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Absperr- und Regelschiebers gemäß der Erfindung sind nachfolgend an­hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen jeweils schema­tisch:

Fig. 1 eine Ansicht des erfindungsgemäßen Absperr- und Regelschiebers

Fig. 2 einen senkrechten Teilschnitt durch die Mittel­achse des Schiebergehäuses nach Fig. 1,

Fig. 3 eine ähnliche Darstellung wie in Fig. 1, jedoch mit einem Druckmittelzylinder zur Servobestäti­gung der Schwenkscheibe und

Fig. 4 in ähnlicher Darstellung wie in Fig. 2 einen senkrechten Teilschnitt der Anordnung in Fig. 3.

[0012] Das Drehschiebergehäuse 10 besteht aus zwei gleich großen Platten 12,14, beispielsweise mit kreisförmigem Umfang 16. Die Platten sind unter axialem Abstand zueinander an­geordnet, der durch einen äußeren Abstandshalter 18 defi­niert wird, der einen kreisförmigen Innenumfang besitzt, jedoch außen jeden beliebigen Umfangsverlauf haben kann. Anstelle dieses getrennten Abstandhalterringes 18 kann bei einer Variante dieser Abstandshalterring einen inte­gralen Außenrandteil einer Gehäuseplatte 12 bilden, so daß in der somit geschaffenen axialen Vertiefung die Schwenkscheibe 20 vollständig Platz findet, wobei der Schwenkschieber den Hohlraum vollständig ausfüllt. Die Innenseiten der Gehäuseplatten und vorzugsweise auch die beiden Außenseiten der Schwenkscheibe 20 sind mit selbst­dichtendem, insbesondere säurefestem Material 22 be­schichtet. Diese Beschichtung erstreckt sich vorzugsweise auch entlang und durch die Öffnungen von Schwenkscheibe und Gehäuse. Die Regel- und Absperreinrichtung findet An­wendung für die strömenden Medien in den Zellstoff-, Pa­pier-, Chemie-, Granulat-, Lebensmittel- und Flüssig­chemikalien-Industrien.

[0013] Die beiden Platten 12, 14 des vorbeschriebenen Drehschie­ bergehäuses 10 werden durch einen äußeren Kranz von Schrauben 58 zusammengehalten, die sich quer durch den unabhängigen oder integrierten Abstandsring 18 zwischen den Gehäuseplatten 12, 14 erstrecken.

[0014] Die Gehäuseplatte 14 enthält einen konzentrischen bogen­förmigen Schlitz 26 von etwa 120 ° Bogenlänge mit Anzei­genskala für den Öffnungsgrad der Schwenkscheibe 20 zur Gehäuseöffnung 42. Durch den Schlitz 26 erstreckt sich ein auf der Schwenkscheibe 20 befestigter Zapfen 28, des­sen freies Ende über einen Kurbelarm 30 mit dem Gabelende 32 einer Spindel 34 in Verbindung steht. Die Spindel ist in einer vorzugsweise auf dem Gehäuse 10 abgestützten Führung 36 geführt, die verlängert ist bis zu einem auf der Spindel befestigten Handrad 38 oder wahlweise bis an einen Pneumatik- oder Elektromotor. Durch Drehung des Handrades oder über Pneumatikzylinder oder elektrischen Antrieb wird die Schwenkscheibe 20 um ihren zentrischen Zapfen 40 verschwenkt, und dabei kann die Öffnung 42 in­nerhalb der Schwenkscheibe 20 gegenüber der gleichgroßen feststehenden Öffnung 44, 46 in den Gehäuseplatten 12, 14 bis zum Verschließzustand verdreht werden. Die Schwenk­scheibe 20 ist mittels des zentrischen Drehzapfens 40 in beiden Gehäuseplatten 12, 14 gelagert. Eine oder wahl­weise beide Gehäuseplatten 12, 14 enthalten zentrische Zapfenlager zur Aufnahme der Enden des Drehzapfens 40. Der zentrische Drehzapfen kann bei einer Variante ent­fallen, bei der die Schwenkscheibe ausschließlich am In­nenumfang des kreisförmigen Aufnahmeraumes im Schwenk­schiebergehäuse geführt wird. Dadurch kann die Durch­trittsöffnung bis an oder über das Gehäusezentrum ver­größert werden, ohne die Gesamtabmessungen des Gehäuses vergrößern zu müssen.

[0015] Die Regel- und Absperrvorrichtung ist weiter so ausge­legt, daß bei pneumatischem Antriebsausfall der Hebel 39, der sich hinter dem pneumatischen Antrieb befindet, umge­legt wird und damit der Betrieb ohne Stillstand der Anla­ge mit Handbetätigung weiterlaufen kann.

[0016] Die Gehäuseöffnungen 44,46 in den Gehäuseplatten 12,14 sind durch einsetzbare Hülsen 48,50 an verschiedene Blen­denformen anpaßbar und zur auswechselbaren Halterung von Meß- und Regelblenden gedacht. Rings um die einen Wulst auf dem Gehäuse 10 bildenden Hülseneinsätze und deren Flansche 52, 54 befinden sich auf beiden Gehäuseseiten kranzförmige Anordnungen von Schrauböffnungen 56, an de­nen jeweils ein Rohrflansch mit Schrauben befestigt wird. Auf diese Weise wird das unabhängige Schwenkschieberge­häuse wahlweise von rechts oder links schnell in eine be­stehende Rohrleitung ein- oder ausgebaut. Gegebenenfalls können die Flansche oder Ringe 52,54 gesondert, also un­abhängig von den Rohrflanschen, am Schiebergehäuse 10 be­festigt werden.

[0017] Die Entlüftung des Innenraumes des Gehäuses von Gerüchen und Gasen wird durch Lockern der Gewindeverschraubungen 39 bei nicht mehr fließendem Medium vorgenommen. Somit ist gewährleistet, daß dann das wieder neu durchfließende Medium vom vorherigen Medium nicht beeinträchtigt wird.

[0018] Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 und 4 ist das gleiche Drehschiebergehäuse 10 wie vorhergehend beschrie­ben gezeigt, jedoch mit dem Unterschied, daß anstelle des Handrades zur Verstellbetätigung der Schwenkscheibe 20 nunmehr ein Druckmittelzylinder 60 mittels einer Trag­einrichtung 66 am Drehschiebergehäuse 10 befestigt ist. Der Zylinder 60 ist auf einer Konsole 62 der Halterung 66 abgestützt und mit dem freien Ende seiner Kolbenstange 64 am Kurbelarm 30 angelenkt. Die gelenkige Verbindung des Kurbelarms 30 einerseits mit der Kolbenstange 64 und an­dererseits mit dem Antriebszapfen 28 der Schwenkscheibe 20 sorgen für die verspannungsfreie Umsetzung der aus dem Zylinder stammenden gradlinigen Antriebskraft in die Bo­genbewegung der Schwenkscheibe 20. Die schematische Dar­stellung der Einzelteile des erfindungsgemäßen Schwenk­schiebers und deren größenmäßige Beziehung zueinander sind nicht zwingend, sondern lassen vielfältige Abän­derungen in Anpassung an die jeweiligen Anwendungsdaten zu.

Ansprüche

1. Regel- und Absperrvorrichtung für flüssige oder gas­förmige Medien in Rohrleitungen, bestehend aus einer in einer zur Rohrachse im allgemeinen senkrechten Ebene be­weglichen und wenigstens eine Durchtrittsöffnung auf­weisenden Schwenkscheibe, die in einem an die Rohrleitung anschließbaren und eine deren Nennweite entsprechende Durchgangsöffnung enthaltenden Gehäuse untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet
daß die Schwenkscheibe (20) einen kreisförmigen Umfang aufweist, innerhalb dessen sich wenigstens die eine Durchtrittsöffnung befindet, und daß die Schwenkscheibe (20) am Umfang eines kreisförmigen Hohlraumes des Ge­häuses (10) sowie beiderseits zwischen radialen Gleit­schichten (22) geführt und von einer insbesondere mit­telbar am Gehäuse (10) abgestützten Antriebseinrichtung (34-38) zur Durchführung von Schwenkbewegungen um ihre Mittelachse angetrieben ist.

2. Regel- und Absperrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Gehäuse (11) gelagerte Schwenkscheibe (20) eine freie Durchtrittsöffnung (42) mindestens entsprechend der Gehäusedurchgangsöffnung (44,46) aufweist.

3. Regel- und Absperrvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkscheibe (20) mit­tels eines zentrischen Drehzapfens (40) im Gehäuse gela­gert ist.

4. Regel- und Absperrvorrichtung nach einem der vorherge­henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durch­trittsöffnung (42) sich in einer Hälfte der Schwenkschei­be (20) befindet, und daß im Bereich der anderen Hälfte der Schwenkscheibe ein Antriebszapfen (28) zur Kraftüber­tragung für die Drehbewegung vorgesehen ist.

5. Regel- und Absperrvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebszapfen (28) durch einen seiner Bewegungsbahn angepaßten Bogenschlitz (26) einer Gehäusewand nach außen ragt, und daß durch die räumliche Trennung von Antrieb und Durchtrittsöffnung sonst auftre­tende Korrosions- und Blockierungsprobleme vermieden sind.

6. Regel- und Absperrvorrichtung nach einem der vorher­gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem aus dem Bogenschlitz (26) hervorstehenden Antriebszapfen ein Kurbelarm (30) befestigt ist, an dem eine manuell oder durch Servomotor angetriebene Außenspindel (34) oder eine Kolbenstange eines Druckmittelzylinders angreift.

7. Regel- und Absperrvorrichtung nach einem der vorherge­henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenkschiebergehäuse (10) radial unterteilt ist und in einer ersten Gehäuseplatte (12) eine insbesondere ge­schliffene und/oder mit reibungsarmem Material beschich­tete, kreisrunde Vertiefung zur Aufnahme der Schwenk­scheibe (20) aufweist und durch eine im allgemeinen glattwandige, reibungsarm beschichtete zweite Gehäuse­platte (14) lösbar verschlossen ist.

8. Regel- und Absperrvorrichtung nach einem der vorher­gehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der im Gehäuse angeordnete, geschlossene, kreisringför­mige Aufnahmeraum für die Schwenkscheibe (20) zentral durch den Achszapfen (40) und außen am Umfang durch einen äußeren Abstandshalter (18) begrenzt wird, der zwischen den beiden glattwandigen, vorzugsweise mit reibungsarmem Material beschichteten Gehäuseplatten abgedichtet ver­schraubt ist und eine kreisförmige Innenumfangsfläche aufweist.

9. Regel- und Absperrvorrichtung nach einem der vorher­gehenden Anspüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkscheibe (20) den kreisförmigen Aufnahmeraum im Ge­häuse vollständig ausfüllt, so daß auch bei nur teilge­öffnetem Durchtritt durch die Schwenkscheibe ein totraum­freier Durchtritt für das fließende Medium gewährleistet ist.

10. Regel- und Absperrvorrichtung nach Anspruch 3, da­durch gekennzeichnet, daß der zentrische Achszapfen (40), der anstelle oder zusätzlich zur Umfangsführung (bei 18) der Schwenkscheibe (20) vorgesehen sein kann und sich zu beiden Seiten der Schwenkscheibe (20) erstreckt, in bei­den Gehäuseplatten (12,14) gelagert ist.

11. Regel- und Absperrvorrichtung nach einem der vorher­gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnung (44,46) im Gehäuse durch das lichte In­nenmaß von von beiden Gehäuseseiten eingeführten Hülsen (48,50) definiert ist, die mit Flanschen (52,54) an der Außenseite der Gehäuseplatten (12,14) befestigt sind.

12. Regel- und Absperrvorrichtung nach Anpruch 11, da­durch gekennzeichnet, daß die die Durchgangsöffnung (44,46) der Gehäuseplatten bildenden und an diesen be­festigten Hülsen (48,50) zur auswechselbaren Halterung von Meß- und Regelblenden dienen.

13. Regel- und Absperrvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die die Durchtrittsöff­nung (44,46) der Gehäuseplatten bildenden Hülsen (48,50) mittelbar oder unmittelbar durch die Flanschverschraubung zwischen der Rohrleitung und den Gehäuseplatten (12,14) fest am Gehäuse gehalten sind.

14. Regel- und Absperrvorrichtung nach einem der vorher­gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Gehäuseplatten (12, 14) rund um den Flansch (52,54) der Durchgangsöffnung Gewindesacklöscher (53) zur Befestigung des jeweiligen Flansches des anzuschließenden Rohres ent­halten sind.

15. Regel- und Absperrvorrichtung nach einem der vorher­gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ge­häuseplatten (12, 14) und/oder die Oberflächen der Schwenkscheibe (20) jeweils eine die Durchgangsöffnung umgebende Nut mit einem Dichtring enthalten.

Zeichnung